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철-크롬 산화환원흐름전지에서 Nafion막의 철-크롬 Crossover
김영숙,오소형,김은비,김다영,김성지,추천호,박권필,Kim, Young-Sook,Oh, So-Hyeong,Kim, Eunbi,Kim, Dayoung,Kim, Seongji,Chu, Cheun-Ho,Park, Kwonpil 한국화학공학회 2018 Korean Chemical Engineering Research(HWAHAK KONGHA Vol.56 No.1
산화환원흐름전지(Redox Flow Battery, RFB)는 대용량 에너지 저장장치로 바나듐 산화환원흐름전지가 대표적인 RFB인데, VRFB는 고가인 점이 문제다. 철-크롬RFB는 저가의 활물질을 사용해 경제적인 점이 장점인데, 성능이 낮은 점이 해결해야할 과제다. 낮은 성능의 한 원인이 활물질의 크로스오버인데, 본 연구에서 철과 크롬 이온의 Nafion 막 크로스오버 및 Nafion 막의 안정성에 대해 실험하였다. 철과 크롬이온의 Nafion 막 투과도는 각각 $5.5{\times}10^{-5}$, $6.0{\times}10^{-5}cm^2/min$ 이었다. Nafion 막에서 바나듐 이온의 투과도 $2.9{\times}10^{-6}cm^2/min$ 보다 18.9~20.7배 높아 철과 크롬 이온의 Nafion 막 크로스오버가 성능 저하의 한 원인임을 보였다. 온도 증가에 따라 크로스오버가 급증(활성화 에너지 38.8 kJ/mol)하므로 낮은 온도에서 구동하는 것이 크로스오버에 의한 성능감소를 저하시키는 방법임을 나타냈다. Nafion막은 3M HCl용액에서 비교적 안정적이었다. The redox flow battery (RFB) is a large-capacity energy storage equipment, and the vanadium redox flow cell is a typical RFB, but VRFB is expensive. Iron-chrome RFBs are economical because they use low-cost active materials, but their low performance is a urgent problem. In this study, the crossover of iron and chromium ion through Nafion membrane and the stability of Nafion membrane in HCl solution were investigated. The permeability of iron and chrome ion through Nafion were $5.5{\times}10^{-5}$ and $6.0{\times}10^{-5}cm^2/min$, respectively, which was 18.9~20.7 times higher than that of vanadium ion ($2.9{\times}10^{-6}cm^2/min$). The crossover of iron and chromium ions were shown to be a cause of performance decrease in Iron-chrome RFB. As the temperature increases, the crossover increases rapidly (activation energy 38.8 kJ/ mol), indicating that operation at low temperature is a methode to reduce the performance loss due to crossover. Nafion membranes were relatively stable in 3 M HCl solution.
김영숙,이용화,최희구,Kim, Young-Sug,Lee, Yong-Hwa,Choi, Hee-Gu 해양환경안전학회 2012 해양환경안전학회지 Vol.18 No.1
동해연안의 수질특성 및 상태를 파악하기 위하여 2004년부터 2010년까지의 국가해양환경측정망 조사결과를 이용하여 수질인자의 거동을 분석하였다. 본 연구에서는 통계적 방법을 이용한 수질인자간의 상관관계 및 주성분 분석을 통하여 해역별 수질환경 특성을 파악하였으며, OECD의 부영양화 기준과 부영양도, 그리고 유기오염도 지수의 산정으로 해역별 오염상태를 평가하였다. 수질인자간의 주성분 분석에서 동해연안은 클로로필 a와 염분이 주요인자로 설명되는 2개의 요인으로 구분되었다. 해역별로는 죽변을 경계로 남부와 중부로 분류되었으며, 동해 중부 해역에서는 죽변, 그리고 남부해역에서는 감포연안이 별도로 분류되었다. 동해연안의 영양상태는 Oligotrophic~Mesotrophic 수준으로 구분되었으며, 부영양화도는 1 이하로 평가되었다. 유기오염지수는 동해연안 전 해역에서 양호한 수질상태로서 평가되었다. This study aims to investigate characteristics of water quality factors by using survey results of national marine environmental monitoring system from 2004 to 2010 at coastal area of the East Sea of Korea. In this study, we chose statistical methods to analyze the correlation among water quality parameters and principal component analysis for characteristics of each water environment. In addition to this, we evaluated each water's pollution level based on eutrophication standard of OECD, Eutrophication Index(EI), and Organic Pollution Index(OPI). Major factors were chlorophyll a and salt according to the analysis at coastal area of the East Sea. The sea was divided into the south and the central part by Jukbyeon. Also, Jukbyeon in the central part of the East Sea and Gampo in the southern sea coastal waters have been classified separately. The nutritional status of coastal area of East Sea presented Mesotrophic to Oligotrophic level and EI showed less than 1. OPI in all of the coastal area at the East Sea represented that the water quality condition was favorable.